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第1章 机器状态监测诊断技术概述1

1.1 机器故障诊断技术史话1

1.2 机器故障诊断与医学疾病诊断3

1.3 状态监测诊断技术及其发展趋势5

1.3.1 常用监测诊断技术5

1.3.2 机械设备诊断技术的发展趋势7

1.3.3 机械设备诊断工程的研究领域11

参考文献13

第2章 旋转机械故障机理及识别特征15

2.1 旋转机械振动故障诊断概述15

2.1.1 机械振动故障诊断是由果求因的逆过程15

2.1.2 故障信息的提取和分析17

2.1.3 振动故障的主导频率与机器转速的关系18

2.2 透平机械故障机理及识别特征21

2.2.1 透平机械故障机理及其分类研究21

2.2.2 透平机械故障一次原因分析法与识别特征24

2.2.3 小结29

2.3 旋转机械同频振动故障机理及识别特征29

2.3.1 旋转机械同频振动故障诊断29

2.3.2 同频振动机理及故障识别特征31

2.3.3 同频振动故障主要原因分类40

2.4 多转子轴系振动故障机理及“六维对中”技术42

2.4.1 透平机组多转子轴系振动故障原因分析42

2.4.2 基于“六维对中”方法的多转子偶联轴系动力学分析45

2.4.3 关于多转子轴系的“六维对中”技术的讨论49

参考文献49

第3章 机器故障诊断方法及振动诊断专家系统51

3.1 机器故障诊治方法研究51

3.1.1 机器故障诊断的终极目的和方法研究51

3.1.2 机器故障的特征识别方法52

3.1.3 基于特征识别的透平机械故障诊断方法57

3.1.4 小结59

3.1.5 机器故障的系统诊断与溯源追本59

3.1.6 机器振动故障诊断研究与应用的若干误区分析61

3.2 旋转机械故障诊断专家系统62

3.2.1 关于最佳故障诊断程序的探讨62

3.2.2 故障诊断的黑灰白集合筛选法63

3.2.3 旋转机械振动故障诊断专家系统66

3.2.4 炼化机械故障诊断专家系统的开发71

3.3 旋转机械振动诊断工程软件包75

3.3.1 振动诊断工程软件包功能及结构75

3.3.2 旋转机械振动故障诊断程序78

参考文献81

第4章 透平机械典型故障诊治案例分析83

4.1 H型离心压缩机转子-定子摩碰振动故障诊治83

4.1.1 H型离心压缩机组简况83

4.1.2 机组的启动振动故障原因分析84

4.1.3 运行初期通过更换新型轴承减小振动87

4.1.4 大修后启动振动故障的诊断及消振措施91

4.1.5 关于转子动不平衡和油膜涡动可能性的分析95

4.1.6 关于转子-定子摩碰振动故障机理的研究95

4.1.7 小结98

4.2 裂解气离心式压缩机轴承损伤振动故障分析98

4.2.1 裂解气离心式压缩机组简况98

4.2.2 高压缸振动故障状况及测试分析数据98

4.2.3 振动原因分析及对策101

4.2.4 检修发现的问题、改进措施及结果102

4.2.5 小结103

4.3 透平机掉叶片故障监测诊断103

4.3.1 透平机组简况103

4.3.2 突发振动故障及监测分析103

4.3.3 解体检查及故障排除对策的争论105

4.3.4 消振措施及结果106

4.3.5 小结106

4.4 离心压缩机组轴系振动故障诊断及现场动平衡106

4.4.1 离心压缩机组简况106

4.4.2 机组振动故障及对生产的影响106

4.4.3 振动故障监测情况107

4.4.4 诊断及现场动平衡消振措施108

4.4.5 小结113

4.5 离心式氨压机振动故障诊断及无试重现场动平衡113

4.5.1 机组及其故障和检修情况简介113

4.5.2 机组振动故障原因分析及应急措施建议114

4.5.3 无试重现场动平衡工程应用117

4.5.4 机组结构改进建议121

4.5.5 小结122

4.6 裂解气压缩机转子气动推力与轴位移故障诊治122

4.6.1 裂解气压缩机轴位移之谜123

4.6.2 离心压缩机止推轴承烧损事故分析123

4.6.3 离心压缩机转子轴向力计算125

4.6.4 降低离心压缩机残余轴向力的方法及实践127

4.6.5 轴位移的热动态效应及其调整132

4.6.6 小结134

4.7 带有尾透的离心式压缩机动力特性分析及减振对策134

4.7.1 带有尾透的离心式压缩机动力特性分析及减振对策134

4.7.2 初始设计的高压缸转子动力特性分析135

4.7.3 修改设计后的高压缸转子的不平衡响应分析136

4.7.4 关于尾气透平不平衡敏感处解决方案的讨论137

4.7.5 小结137

4.8 总结137

参考文献138

第5章 往复压缩机故障监测诊断技术139

5.1 往复压缩机故障监测诊断的必要性139

5.1.1 往复压缩机故障及监测现状分析139

5.1.2 往复压缩机监测的必要性分析141

5.2 往复压缩机动力学分析及监测诊断方法142

5.2.1 往复压缩机作用力分析142

5.2.2 往复压缩机常见故障与监测诊断方法144

5.3 往复压缩机振动信号处理及识别151

5.3.1 往复压缩机故障诊断的难点152

5.3.2 振动信号处理技术在往复压缩机故障诊断中的应用152

5.4 基于冲击特征信号的往复压缩机故障诊断154

5.4.1 往复压缩机的冲击检测与故障诊断154

5.4.2 国外冲击检测方法概述156

5.4.3 基于软件分析的冲击检测技术与工程应用159

5.5 往复压缩机气阀故障机理及监测诊断研究163

5.5.1 气阀运动模型及故障机理分析164

5.5.2 气阀故障的早期预警及特征提取技术研究165

参考文献174

第6章 机械装备网络化监测诊断系统177

6.1 关键机组群网络化监测诊断系统177

6.1.1 网络化监测诊断系统概述177

6.1.2 远程监测诊断系统的总体结构179

6.1.3 基于中间件技术的网络化监测系统182

6.1.4 监测诊断系统客户端插件化设计190

6.1.5 工程实际应用192

6.2 机泵群智能巡检与诊断系统193

6.2.1 机泵群数字化智能检测诊断系统193

6.2.2 机泵群智能巡检与诊断技术的发展趋势197

6.3 远程监测诊断系统在炼化机械装备上的应用199

6.3.1 企业局域网机械装备实时监测诊断系统199

6.3.2 炼化机械装备网络化远程监测诊断中心201

6.3.3 炼化机械装备远程监测诊断工程应用案例209

参考文献218

第7章 机器故障诊治与维修方式的进展221

7.1 机器故障诊治与智能维修信息系统221

7.1.1 先进维修工程概述221

7.1.2 机器监测诊断与维修决策信息系统222

7.1.3 过程装备系统故障诊治与维修方式的优化229

7.2 基于风险和状态的智能维修231

7.2.1 以可靠性为中心的维修概述231

7.2.2 风险分析在故障诊治与维修中的应用234

7.2.3 基于风险和状态的维修237

7.2.4 基于风险和状态的维修的工程应用241

7.3 未来机器医学与故障诊治245

7.3.1 未来机器医学思维245

7.3.2 健康的本质与疾病和故障的诊治249

7.3.3 治未病与治未故障251

7.3.4 祛病治本与根治维修252

7.3.5 防止疾病的误诊与防止故障的误诊254

参考文献255

第8章 机器的仿生自愈原理与自愈化技术257

8.1 机器仿生自愈原理概述257

8.1.1 机器仿生自愈原理的提出257

8.1.2 故障自愈原理及其科学依据260

8.2 机器的仿生自愈系统265

8.2.1 仿生机械学与机器的仿生自愈系统265

8.2.2 生命体和机器的自愈系统与自愈力266

8.3 机器的自愈化与工程自愈论268

8.3.1 机器的自动化与自愈化268

8.3.2 关于工程自愈论的探讨270

8.4 机器自愈化技术及其分类研究272

8.4.1 机器自愈化技术及研究领域272

8.4.2 故障自愈技术国内外开发应用概况275

8.4.3 故障自愈化技术的分类276

8.5 机器的故障自愈调控系统及工程应用282

8.5.1 故障自愈调控系统建模研究282

8.5.2 故障自愈调控系统的构建方法284

8.5.3 基于参数和结构适应的透平压缩机自愈系统285

8.5.4 卧式离心机振动故障自愈调控系统289

参考文献295

第9章 透平机械振动故障自愈化技术研究297

9.1 透平机械自愈化的必要性297

9.2 透平机械振动噪声控制国内外发展现状300

9.2.1 透平机械振动噪声成因及多场耦合非线性动力学行为300

9.2.2 透平机械振动噪声控制300

9.2.3 透平机械失稳机理及控制302

9.2.4 多转子轴系失衡振动及控制303

9.2.5 复杂工况下齿轮驱动多平行轴系动力学行为及控制303

9.2.6 飞机发动机转子轴承系统部件损伤的早期探测与延寿304

9.3 透平机械自愈化关键科学问题的凝练304

9.3.1 本领域需要解决的突出问题304

9.3.2 关键科学问题的凝练305

9.3.3 研究思路和方法306

9.4 透平机械自愈化技术的研究方向307

参考文献315

第10章 透平机械轴位移故障自愈与密封增效技术319

10.1 透平机械轴位移故障诊断与防治方法319

10.1.1 透平机械轴位移故障与防治方法现状319

10.1.2 止推轴承的安全性分析320

10.1.3 离心压缩机轴位移故障诊断324

10.2 基于平衡盘压差调控的轴位移故障自愈技术324

10.2.1 基于平衡盘压差的转子轴向推力调控原理324

10.2.2 基于平衡盘压差的轴位移故障自愈调控方法325

10.2.3 基于平衡盘压差的轴位移故障自愈调控试验研究327

10.3 基于电磁力的透平机械故障自愈技术研究330

10.4 基于自愈调控的透平压缩机密封增效技术研究331

10.4.1 平衡盘密封改进与轴位移自愈调控331

10.4.2 动静压混合自愈调控气膜端面密封概述334

10.4.3 动静压混合式气膜端面密封原理及结构336

10.4.4 气膜端面密封的自愈调控技术338

参考文献343

第11章 旋转机械自动平衡技术与工程应用研究345

11.1 旋转机械自动平衡技术345

11.1.1 转子自动平衡技术概述345

11.1.2 旋转机械转子自动平衡原理348

11.2 基于调整转子质量分布的自动平衡技术353

11.2.1 常用平衡装置及其技术特性353

11.2.2 电磁型自动平衡执行机构的结构设计359

11.2.3 注液式自动平衡执行机构的结构设计367

11.3 基于电磁自愈力的旋转机械自动平衡技术研究372

11.3.1 基于旋转电磁自愈力的平衡执行器原理372

11.3.2 基于电磁自愈力的自动平衡优化调控技术373

11.3.3 基于电磁自愈力的自动平衡实验研究378

11.4 自动平衡消除弯曲转子振动的试验研究383

11.4.1 电磁型自动平衡试验台及弯曲转子的振动特性383

11.4.2 弯曲转子双平面主动平衡试验研究384

11.5 透平机械自动平衡技术研究387

11.5.1 电磁型自动平衡系统在离心压缩机中的应用387

11.5.2 自动平衡系统在烟气轮机上的应用研究391

11.6 立式超重力机的自动平衡系统398

11.6.1 超重力机的结构和工作原理398

11.6.2 超重力机自动平衡试验装置简介399

11.6.3 超重力机电磁型自动平衡系统试验研究401

参考文献404

第12章 机器自愈化技术展望409

12.1 自愈化是机器智能化发展的高级阶段409

12.2 机械装备系统自愈化的研究方向410

12.3 自愈化技术的作用和意义411

12.4 发展自愈化技术的建议413

参考文献414